PRIMEIRA LEI
Um quilograma de água escoa de uma altura de 100 m . Assumindo que não há trocas de energia entre este 1 kg e o exterior. Qual é a energia cinética da água imediatamente antes de atingir a base?
Um quilograma de água escoa de uma altura de 100 m . Assumindo que não há trocas de energia entre este 1 kg e o exterior. Qual é a energia cinética da água imediatamente antes de atingir a base?
Passo 1
O enunciado diz que 1 kg de água cai de uma altura de 100 m e, como não há trocas de energia com o meio, toda a energia potencial gravitacional vira energia cinética ao final.
Matéria: conservação de energia mecânica (1ª lei – sem trocas de calor).
O que vamos precisar:
Matéria: conservação de energia mecânica (1ª lei – sem trocas de calor).
O que vamos precisar:
- massa m = 1 kg
- altura h = 100 m
- aceleração da gravidade g ≃ 9,8 m/s²
- fórmulas de energia potencial
e energia cinética
Passo 2
Antes de mais nada, lembra que energia potencial gravitacional é a energia que um objeto tem pela sua posição. A fórmula é
onde
m = massa,
g = 9,8 m/s²,
h = altura.
Passo 3
Energia cinética é a energia de movimento, dada por
mas como não sabemos a velocidade final ainda, a gente vai usar a conservação de energia em vez de calcular
Passo 4
Como não há perda de energia (nenhum atrito, nenhuma troca de calor), vale:
ou seja
Mas só nos interessa
, então podemos dizer diretamente que
Passo 5
Substituindo os valores:
Resposta
A energia cinética da água ao atingir a base é de 980 J.